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La présente invention se rapporte à un procédé et une poche de traitement d'un bain par insufflation de gaz, où le bain est formé par une matière liquide, notamment un métal en fusion, ou par un mélange de matière liquide et de matière solide, les gaz insufflés étant destinés à brasser ces matières en vue d'en améliorer les qualités recherchées et pouvant avoir ou non une action chimique sur les constituants du bain.
En vue de la réussite du traitement, il importe que sa durée soit très brève et que les courants hydrodynamiques créés par les gaz insufflés atteignent toutes les parties du bain en circulant à grande vitesse, mais sans provoquer de projections et sous un débit gazeux réduit.
Jusqu'à présent, ces desiderata ont été mal satisfaits
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dans les installations connues où l'on insuffle le gaz sui- vant l'axe de la poche à partir d'un dispositif poreux in- corporé dans le fond et de contour actif sensiblement circu- laire.
Le procédé suivant l'invention permet de répondre, mieux que par le passé, à ces desiderata et est caractérisé en ce que à partir du fond de la poche, l'on insuffle le gaz au voisinage d'une partie de la paroi latérale de la poche. Cet agencement a pour effet d'instaurer dans le bain liquide des courants de circulation qui se dirigent vers la partie de la paroi latérale opposée à celle au voisinage de laquelle est insufflé le gaz. Ces courants de circulation qui prennent la forme d'un rouleau à axe horizontal gagnent la quasi-totalité de la masse liquide. Ils sont animés de grandes vitesses, ce qui procure un brassage général du bain en régime rapide, sans qu'il se produise pour autant de projections hors de la poche.
Avantageusement, on insuffle le gaz d'abord au voisinage d'une partie de la paroi latérale de la poche puis au voisi- nage d'une autre partie et ce successivement à tour de rôle.
Une poche de traitement d'un bain par insufflation de gaz suivant ce procédé, dans laquelle un dispositif d'insuf- flation incorporé dans le fond de la poche comporte au moins un bloc poreux et est alimenté à partir d'une source de gaz, est, selon l'invention, caractérisé en ce que le dit disposi- tif est excentré par rapport à l'axe de'la poche.
Avantageusement, dans une poche suivant l'invention, le dispositif poreux d'insufflation a un contour allongé, ce qui a pour effet d'accroître notablement la vitessd des courants de circulation qui prennent naissance dans le bain, toutes choses étant égales d'ailleurs.
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Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une poche de traitement suivant l'inventin en coupe diamétrale verticale suivant la ligne I-I de la figure 2; la figure 2 est une vue de cette poche en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la figure 1 ; les figures 3,4, 5 sont des vues analogues à la figure 1, mais à plus petite échelle, et concernent respectivement diverses variantes.
On se référera d'abord aux figures 1 et 2 où l'on voit en 10 une poche dans laquelle un métal en fusion est traité par insufflation d'un gaz, par exemple de l'acier pour le dé-. barrasser de ses impuretés. La poche 10 est en matière réfractaire généralement non poreuse et comporte une paroi cylindrique 11 et un fond 12. Elle est entourée par une enveloppe métallique 13 dont le fond 14 est avantageusement prévu amovible.
Un dispositif 15 d'insufflation de gaz est incorporé dans le fond 12 de la poche et consiste en un ou plusieurs blocs réfractaires poreux 16 montés de façon à pouvoir être facilement retirés et remplacés par des neufs, si besoin est, après quelques opérations. A cet .effet, chaque bloc poreux peut présenter une surface de butée vers le haut dans le logement du fond 12 qui le reçoit, par exemple en feuillure ou tronconique.
Le dispositif poreux 15 est alimenté en gaz par un conduit 17 raccordé à une source de gaz sous pression 18 et fixé d'une façon amovible sur le fond 14 en regard du dispositif 15. L'extrémité supérieure du oonduit 17 retient à sa base le dispositif poreux 15.
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La disposition de l'ensemble ainsi constitué est telle que le jet soit issu du dispositif 15 au voisinage d'une partie de la paroi 11 de manière à remonter le long de cette partie, comme le représentent les flèches F de la figure 1 en provoquant dans le bain de métal des courants de circulation qui, prenant naissance au contact du jet de gaz, atteignent la partie opposée, comme le représentent les flèches F1 de la figure 1, en intéressant ainsi la presque totalité du bain.
A cet effet, le dispositif d'insufflation 15, qui dans l'exemple représenté comporte un seul bloc poreux 16,.est prévu non pas au centre du fond 12 de la poche 10 mais rapproché de la périphérie de ce fond. De préférence, la distance du centre du dispositif 15 à la paroi 11 est inférieure au tiers du diamètre de la poche sans qu'il soit nécessaire qu'elle descende au delà du sixième de ce diamètre.
Egalement, le dispositif 15 pourrait être moins excentré ou même centré par rapport à l'axe de la poche tandis que celle-ci serait inclinée sur la verticale.
En variante (fig. 3), le dispositif 15 est prévu avec un contour actif qui, pour une section donnée d'insufflation, est choisi le plus grand possible. Ce contour est de préférence rectangulaire et allongé dans une direction perpendiculaire au rayon qui passe par son centre. Le grand coté du dispositif rectangulaire 15 est avantageusement compris entre deux fois et cinq fois le petit coté. Cette disposition a pour résultat d'améliorer la stabilité et l'efficacité du parcours du gaz et par conséquent le brassage du bain. En particulier, la vitesse des courants de circulation est accrue notablement par rapport à celle obtenue avec un contour circulaire de dispositif d'insufflation. A la figure 3, le dispositif 15 comporte un seul bloc rectangu-
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laire 16.
Dans une autre variante (fig. 4), l'agencemat est analogue à celui qui vient d'être décrit en référence à la figure 3 et le dispositif d'insufflation 15 a toujours un contour allongé mais il est ici composé par une rangée de blocs poreux 16 ayant chacun une forme circulaire par exemple.
On se réfèrera maintenant à la figure 5 où le dispositif d'insufflation'se compose de deux ou plusieurs éléments 151, 152' 153 qui interviennent successivement à tour de rôle. Les éléments 151, 152, 153 sont excentrés et disposés de préférence suivant une symétrie circulaire. Ils peuvent comporter chacun soit un bloc poreux 16 comme il est représenté, soit un groupe de blocs poreux. Chaque élément 151' 152, 153 peut avoir un contour circulaire comme à la figure 2 ou un contour allongé comme à la figure 3 ou à la figure 4.
Les éléments 151, 152,153 sont raccordés par des conduits 171, 172, 173 respectivement à un robinet à plusieurs voies 19 alimenté par le conduit 17 à partir de la source de gaz, de sorte que par réglage manuel ou automatique du robinet 19, l'élément 151 soit d'abord seul alimenté, puis l'élément 152, puis l'élément 153 et ainsi de suite.
Au cours de l'opération de traitement, le soufflage à travers l'un des éléments rompt le régime de courants établi par le soufflage à travers l'élément précédent et le brassage du bain s'en trouve amélioré pour une durée réduite de traitement.
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The present invention relates to a method and a pocket for treating a bath by gas blowing, where the bath is formed by a liquid material, in particular a molten metal, or by a mixture of liquid material and solid material, the blown gases being intended to stir these materials with a view to improving the desired qualities thereof and may or may not have a chemical action on the constituents of the bath.
For the success of the treatment, it is important that its duration be very short and that the hydrodynamic currents created by the blown gases reach all parts of the bath circulating at high speed, but without causing projections and under a reduced gas flow.
So far, these desiderata have been poorly met
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in the known installations where the gas is blown along the axis of the pocket from a porous device incorporated in the base and with a substantially circular active contour.
The method according to the invention makes it possible to respond, better than in the past, to these desiderata and is characterized in that from the bottom of the pocket, the gas is blown in the vicinity of a part of the side wall of the pocket. This arrangement has the effect of establishing in the liquid bath circulation currents which are directed towards the part of the side wall opposite to that in the vicinity of which the gas is blown. These circulation currents, which take the form of a roller with a horizontal axis, gain almost all of the liquid mass. They are driven at high speeds, which provides general stirring of the bath at a rapid rate, without any splashing out of the pocket.
Advantageously, the gas is first blown in the vicinity of a part of the side wall of the pocket then in the vicinity of another part, and this successively in turn.
A bag for treating a bath by insufflation of gas according to this method, in which an insufflation device incorporated in the bottom of the bag comprises at least one porous block and is supplied from a gas source, is, according to the invention, characterized in that said device is eccentric with respect to the axis of the pocket.
Advantageously, in a pocket according to the invention, the porous insufflation device has an elongated outline, which has the effect of significantly increasing the speed of the circulation currents which originate in the bath, all other things being equal. .
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Embodiments of the invention are described below, by way of example, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a treatment pocket according to the inventine in vertical diametral section along line II of Figure 2; FIG. 2 is a view of this pocket in horizontal section along the line II-II of FIG. 1; FIGS. 3, 4, 5 are views similar to FIG. 1, but on a smaller scale, and respectively relate to various variants.
Reference will firstly be made to FIGS. 1 and 2, which shows at 10 a ladle in which a molten metal is treated by blowing a gas, for example steel for de-. to rid itself of its impurities. The pocket 10 is made of generally non-porous refractory material and comprises a cylindrical wall 11 and a bottom 12. It is surrounded by a metal casing 13, the bottom 14 of which is advantageously provided to be removable.
A gas insufflation device 15 is incorporated in the bottom 12 of the bag and consists of one or more porous refractory blocks 16 mounted so that they can be easily removed and replaced with new ones, if necessary, after a few operations. To this end, each porous block may have a stop surface upwards in the housing of the bottom 12 which receives it, for example in rebate or frustoconical.
The porous device 15 is supplied with gas by a duct 17 connected to a source of pressurized gas 18 and fixed in a removable manner on the bottom 14 facing the device 15. The upper end of the duct 17 retains the base at its base. porous device 15.
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The arrangement of the assembly thus formed is such that the jet emerges from the device 15 in the vicinity of a part of the wall 11 so as to rise along this part, as shown by the arrows F in FIG. 1, causing in the metal bath, circulation currents which, originating in contact with the gas jet, reach the opposite part, as shown by the arrows F1 in FIG. 1, thus involving almost the entire bath.
For this purpose, the insufflation device 15, which in the example shown comprises a single porous block 16, is provided not at the center of the bottom 12 of the pocket 10 but near the periphery of this bottom. Preferably, the distance from the center of the device 15 to the wall 11 is less than one third of the diameter of the pocket without it being necessary for it to descend beyond one sixth of this diameter.
Also, the device 15 could be less eccentric or even centered with respect to the axis of the pocket while the latter would be tilted vertically.
As a variant (fig. 3), the device 15 is provided with an active contour which, for a given insufflation section, is chosen as large as possible. This contour is preferably rectangular and elongated in a direction perpendicular to the radius which passes through its center. The long side of the rectangular device 15 is advantageously between two times and five times the short side. This arrangement has the result of improving the stability and efficiency of the gas path and consequently the mixing of the bath. In particular, the speed of the circulating currents is notably increased compared to that obtained with a circular contour of an insufflation device. In Figure 3, the device 15 comprises a single rectangular block
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laire 16.
In another variant (FIG. 4), the arrangement is similar to that which has just been described with reference to FIG. 3 and the insufflation device 15 still has an elongated outline but it is here composed by a row of porous blocks 16 each having a circular shape for example.
Reference will now be made to FIG. 5 where the insufflation device consists of two or more elements 151, 152 '153 which intervene in turn in turn. The elements 151, 152, 153 are eccentric and preferably arranged in circular symmetry. They can each include either a porous block 16 as shown, or a group of porous blocks. Each element 151 '152, 153 may have a circular outline as in Figure 2 or an elongated outline as in Figure 3 or Figure 4.
The elements 151, 152, 153 are connected by conduits 171, 172, 173 respectively to a multi-way valve 19 supplied by the conduit 17 from the gas source, so that by manual or automatic adjustment of the valve 19, the element 151 is initially only supplied, then element 152, then element 153 and so on.
During the treatment operation, the blowing through one of the elements breaks the current regime established by the blowing through the previous element and the mixing of the bath is improved for a reduced duration of treatment.